Том 39, номер 06, статья № 9
Шапарев Н. Я., Токарев А. В., Якубайлик О. Э. Формирование зимних температурных инверсий в атмосфере г. Красноярска и их последствия. // Оптика атмосферы и океана. 2026. Т. 39. № 06. С. 520–527. DOI: 10.15372/AOO20260609.Скопировать ссылку в буфер обмена
Аннотация:
Загрязнение атмосферного воздуха мелкодисперсными частицами PM2.5 в крупных промышленных центрах в зимний период является одной из наиболее острых экологических угроз, влияющих на продолжительность и качество жизни населения. В работе исследованы процессы формирования температурного инверсионного слоя и его влияние на загрязнение атмосферы PM2.5 в г. Красноярске в зимние периоды 2022–2024 гг. на основе данных сети мониторинга воздуха, которая измеряет температуру воздуха, атмосферное давление, скорость и направление ветра, концентрацию РМ2.5, облачность, а также данных профилемера МТР-5, определяющего вертикальное распределение температуры атмосферы. Проанализированы многочасовые и многосуточные режимы формирования радиационных и адвективных инверсий, установлены необходимые и достаточные условия их возникновения. Определена статистическая зависимость концентрации PM2.5 от категории и интенсивности инверсий. Полученные результаты могут найти применение в задачах краткосрочного прогнозирования температурных инверсий и связанных с ними периодов повышенного загрязнения воздуха PM2.5 в г. Красноярске.
Ключевые слова:
мониторинг атмосферы, метеорологические условия, температурные инверсии, концентрация PM2.5, рельеф местности, Красноярск
Иллюстрации:
Список литературы:
1. Bell J.N.B., Power S.A., Jarraud N., Agrawal M., Davies C. The effects of air pollution on urban ecosystems and agriculture // Int. J. Sustain. Dev. World Ecol. 2011. V. 18, N 3. P. 226–235. DOI: 10.1080/13504509.2011.570803.
2. Lavee D. Cost-benefit analysis of implementing policy measures for reducing PM and O3 concentrations: The case of Israel // Int. J. Sustain. Dev. World Ecol. 2018. V. 25, N 8. P. 683–695. DOI: 10.1080/13504509.2018.1466210.
3. Niu Z., Chen J., Xu L., Yin L., Zhang F. Application of the Environmental Internet of Things on monitoring PM2.5 at a coastal site in the urbanizing region of southeast China // Int. J. Sustain. Dev. World Ecol. 2013. V. 20, N 3. P. 231–237. DOI: 10.1080/13504509.2013.782904.
4. Shi L., Zhang M., Yang B., Gao L. Air pollution-oriented ecological risk assessment in Xiamen city, China // Int. J. Sustain. Dev. World Ecol. 2018. V. 25, N 5. P. 420–430. DOI: 10.1080/13504509.2017.1419390.
5. Звягинцев А.М., Кузнецова И.Н., Тарасова О.А., Шалыгина И.Ю. Изменчивость концентраций основных загрязнителей воздуха в Лондоне // Оптика атмосф. и океана. 2014. Т. 27, № 5. С. 424–434; Zvyagintsev A.M., Kuznetsova I.N., Tarasova O.A., Shalygina I.Y. Variability of concentration of major air pollutants in London // Atmos. Ocean Opt. 2004. V. 27, N 5. P. 424–434.
6. Shaparev N., Tokarev A., Yakubailik O. The state of the atmosphere in the city of Krasnoyarsk (Russia) in indicators of sustainable development // Int. J. Sustain. Dev. World Ecol. 2020. V. 27, N 4. P. 349–357. DOI: 10.1080/13504509.2019.1699879.
7. Пыжев А., Шарафутдинов Р., Зандер Е. Экологические последствия развития крупных промышленных городов в ресурсных регионах (на примере Красноярска) // ЭКО. 2021. Т. 51, № 7. С. 40–55. DOI: 10.30680/ECO0131-7652-2021-7-40-55.
8. Shaparev N., Tokarev A., Yakubailik O. Cold traces of smoke from wildfires in the environment // Environ. Process. 2024. V. 11, N 1. P. 5. DOI: 10.1007/s40710-024-00687-6.
9. Яушева Е.П., Панченко М.В., Козлов В.С., Терпугова С.А., Чернов Д.Г. Влияние города на аэрозольные характеристики атмосферы Академгородка г. Томска в переходные сезоны // Оптика атмосф. и океана. 2014. Т. 27, № 11. С. 981–988.
10. Безуглая Э.Ю. Инверсии нижней тропосферы и их влияние на загрязнение воздуха Москвы // Тр. ГГО. 1968. № 207. С. 202–206.
11. Оке Т.Р. Климаты пограничного слоя. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 360 с.
12. Ячмёнева Н.В., Гольвей А.Ю. Повторяемость инверсий и их влияние на уровень загрязнения атмосферного воздуха в г. Челябинске // Вестн. ЧелГУ. 2011. Т. 220, № 5. С. 84–89.
13. Локощенко М.А., Богданович А.Ю., Еланский Н.Ф., Лезина Е.А. Температурные инверсии в Москве и их влияние на состав приземного воздуха // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2021. Т. 57, № 6. С. 641–650. DOI: 10.31857/S0002351521060080.
14. Яушева Е.П., Гладких В.А., Камардин А.П., Шмаргунов В.П. Экстремальные аэрозольные загрязнения атмосферы в зимний период в Академгородке г. Томска // Оптика атмосф. и океана. 2023. Т. 36, № 9. С. 711–717. DOI: 10.15372/AOO20230902; Yausheva E.P., Gladkikh V.A., Kamardin A.P., Shmargunov V.P. Extreme events of aerosol pollution of the atmosphere in winter in Tomsk Akademgorodok // Atmos. Ocean. Opt. 2023. V. 36, N S1. P. S65–S73.
15. Крюкова С.В., Симакина Т.Е. Анализ температурных инверсий в Санкт-Петербурге // Ученые записки РГГМУ. 2015. № 40. С. 150–159.
16. Битехтина М.А., Михайлюта С.В., Леженин А.А., Тасейко О.В. Эволюция пограничного слоя и особенности загрязнения атмосферы в условиях города // Вестн. КемГУ. 2012. Т. 2, № 4. С. 12–16.
17. Кузнецова И.Н., Нахаев М.И., Шалыгина И.Ю., Кадыгров Е.Н., Миллер Е.А., Ляхов А.А. Характеристики температуры в нижнем 600-метровом слое атмосферы по данным профилемеров МТП-5: справочное пособие. М.: Росгидромет, 2012. 61 с.
18. Gramsch E., Cáceres D., Oyola P., Reyes F., Vásquez Y., Rubio M.A., Sánchez G. Influence of surface and subsidence thermal inversion on PM2.5 and black carbon concentration // Atmos. Environ. 2014. V. 98. P. 290–298. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2014.08.066.
19. Liu B., Ma X., Ma Y., Li H., Jin S., Fan R., Gong W. The relationship between atmospheric boundary layer and temperature inversion layer and their aerosol capture capabilities // Atmos. Res. 2022. V. 271. P. 106121. DOI: 10.1016/j.atmosres.2022.106121.
20. Zhu Z., Li H., Fan S., Xu W., Fang R., Liu B., Gong W. The covariability between temperature inversions and aerosol vertical distribution over China // Atmos. Pollut. Res. 2024. V. 15, N 1. P. 101959. DOI: 10.1016/j.apr.2023.101959.
21. Prasad P., Basha G., Ratnam M.V. Is the atmospheric boundary layer altitude or the strong thermal inversions that control the vertical extent of aerosols? // Sci. Total Environ. 2022. V. 802. P. 149758. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.149758.
22. Yakubailik O.E., Kadochnikov A.A., Tokarev A.V. WEB Geographic Information System and the hardware and software ensuring rapid assessment of air pollution // Optoelectron. Instrum. Data Process. 2018. V. 54, N 3. P. 243–249. DOI: 10.3103/S8756699018030056.
23. Матвеев Л.Т. Физика атмосферы. СПб.: Гидрометеоиздат, 2000. 778 с.
24. Методические рекомендации по использованию данных профилемеров МТП-5. М.: Росгидромет, 2010. 45 с.